[发明专利]轴向并列型多相永磁容错电机

说明书

轴向并列型多相永磁容错电机，属于永磁容错电机领域，本发明为解决传统多相永磁容错电机中正常运行性能与容错能力相互制约的问题。本发明的转子包括两个可调磁永磁单元和不可调磁永磁单元，三者并列设置在转轴上，且结构相同的两个可调磁永磁单元分别固定在不可调磁永磁单元的左右两侧端面上，两个可调磁永磁单元均沿外圆周交错设置有p个永磁磁极和p个铁磁磁极，且两个可调磁永磁单元的永磁磁极沿周向错开180/p度；电机直轴电抗等于交轴电抗；通过调整定子绕组中的电流来改变两个可调磁永磁单元的永磁体的工作点，以改变磁通大小或方向，进而实现两个可调磁永磁单元对不可调磁单元在气隙L中的永磁磁场进行正向或反向叠加。

技术领域

本发明属于永磁容错电机领域。

背景技术

永磁电机以其高效率和高功率密度的优势在电动汽车、风力发电等很多领域获得广泛应用。与传统的三相永磁同步电机相比，多相永磁容错电机因其相数冗余的特点而具有良好的容错运行能力。与传统永磁电机不同的是，在设计多相永磁容错电机时，需保证其不同相绕组之间满足电、磁、热以及物理隔离条件，只有这样才可以在发生故障时，将故障绕组与其他正常相绕组进行有效隔离。同时通过控制其他正常相绕组的电流，以保证多相永磁容错电机在故障状态下的容错运行。对于多相永磁容错电机来说，绕组短路故障是危害最严重的故障类型。为了抑制绕组短路电流，通常设计窄而深的槽型来增大槽漏感，但这会严重影响多相永磁容错电机的运行性能，比如会导致电机功率因数以及过载能力降低等。如何解决多相永磁容错电机中正常运行性能与容错能力相互制约的问题，对于多相永磁容错电机的广泛应用至关重要。

发明内容

本发明目的是为了解决传统多相永磁容错电机中正常运行性能与容错能力相互制约的问题，提供了一种兼具优良运行性能和容错能力的轴向并列型多相永磁容错电机。

本发明的轴向并列型多相永磁容错电机包括转轴1、转子4、机壳5和定子6，定子6固定在机壳5的内侧壁上，转子4固定在转轴1上，转子4和定子6之间有径向气隙L；定子6设置多相绕组；

转子4包括第一可调磁永磁单元、第二可调磁永磁单元和不可调磁永磁单元，三者并列设置在转轴1上，且结构相同的第一可调磁永磁单元、第二可调磁永磁单元分别固定在不可调磁永磁单元的左右两侧端面上，第一可调磁永磁单元、第二可调磁永磁单元均沿外圆周交错设置有p个永磁磁极和p个铁磁磁极，且两个可调磁永磁单元的永磁磁极沿周向错开180/p度；电机直轴电抗等于交轴电抗；

不可调磁永磁单元中的永磁体的充磁方向为轴向；两个可调磁永磁单元中的永磁体的充磁方向为平行充磁，每个永磁体中点的充磁方向为径向，且两个可调磁永磁单元中的永磁体的充磁方向相反；

通过调整定子6绕组中的电流来改变两个可调磁永磁单元的永磁体的工作点，以改变磁通大小或方向，进而实现两个可调磁永磁单元对不可调磁单元在气隙L中的永磁磁场进行正向或反向叠加。

优选地，定子6包括定子铁心6-2和m相定子绕组6-1，定子绕组6-1为多相分数槽集中绕组，不同相绕组间满足电、磁、热和物理隔离条件，定子绕组6-1通有m相对称交流电流，m为大于3的整数。

优选地，第一可调磁永磁单元包括第一转子铁心4-2、第三转子铁心4-3和p个第一永磁体4-1；第二可调磁永磁单元包括第二转子铁心4-7、第四转子铁心4-6、和p个第二永磁体4-8；